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생물권은사람을비롯하여동물,식물,미생물등여러종류의생물이서식하는영역이다.지구에서생물권의존재는태양계에서다른행성과지구를구별해주는가장큰특징이다.생물권은지구계의각권과상호작용하여지구환경에영향을준다.예를들어지권인토양속의미생물은암석의풍화를촉진하며,식물의뿌리는암석을풍화시키지만지표의침식을막기도한다.식물의광합성과생물의호흡작용은기권에포함되는산소와이산화탄소의양을조절한다.또한생물의죽음과번성을통해생물을이루는물,탄소,질소와같은물질도지구계에서전체적인규모로순환하고있다.이러한과정으로지구계의지권,수권,기권,생물권은서로상호작용하여물질과에너지를순환시키면서지구를생명이살수있는환경으로만들고있다.태양계행성들은모두비슷한과정으로형성되었다.그러나주변의행성들과는달리유일하게지구에만생명이존재한다.지구에생명이존재할수있는환경이조성된것은지금으로부터약40억년전으로알려져있다.어떻게이처럼오래전부터지구에는생명이존재할수있는환경이조성되었던것일까?지구에만생명이존재하게된조건중하나는지구가태양에서적당한거리에위치해있기때문으로,이것은지구의표면온도와관계가있다.지구는금성과화성사이에위치하고있어이들두행성과는달리표면온도가약15도로일정하게유지된다.이때문에지구에는태양계행성중거의유일하게액체상태의물이존재한다.액체상태의물은생물에게는매우중요한요소이다.최초의생물은액체상태의물로이루어진바다에서태어났다.또한물은다른물질을쉽게용해하는성질이있다.이러한물의성질은생물의몸속에서산소와영양소의운반을가능하게하여생명이유지될수있도록한다.그리고물은다른물질에비해비열이커서쉽게뜨거워지거나차가워지지않는다.이와같은성질로물은대기와해양에서순환하면서열에너지를지구에고르게전달하여지구의기온을거의일정하게유지해준다.그러나태양과의거리가지구와비슷한달에는생명이존재하지않는다.따라서생명이존재하기위해서는적당한거리이외에도다른조건이필요하다는것을알수있다.생명이존재하기위한또다른중요한조건은행성의크기이다.행성에생명이존재하려면일정한크기이상의행성내부에너지가필요하다.행성내부의에너지는행성내부에존재하는방사성원소가붕괴하는과정에서생성된다.따라서행성의크기가어느정도이상이되지않으면행성내부에서생성되는에너지의양이부족하게된다.행성의내부에서생성된에너지는화산활동,지진,판의이동등에이용된다.지구는태양계행성중유일하게화산활동,지진,판의운동이활발한행성이다.이러한활동으로지표면은항상변화하면서생물이살아갈수있는환경을조성한다.지구의적당한크기는생물에필요한대기가존재하기위한조건이된다.대기는행성의중력이기체분자를붙잡고있는것으로,기체분자를붙잡을수있는중력을갖기위해서는행성이일정한크기이상이되어야한다.지구는일정한크기이상으로형성되어기체분자를붙잡아둘수있는중력을가질수있었다.이때문에현재와같이대기가존재하게되었다.달에대기가존재하지않는것은달의크기가작아그중력이대기를이루는기체분자를붙잡고있을만큼강하지못하기때문이다.이와같이지구는태양에서일정한거리만큼떨어져있으며,크기도현재처럼적당하였기때문에태양계에서유일하게생명이존재하는행성이되었다.우주에서가장많은원소는무엇일까?우주는약137억년전대폭발로원소가생성되기시작하였다.초기에생성된원소인수소와헬륨은지금도우주의주성분을이루고있다.이후별이진화하는과정에서탄소,산소,네온,마그네슘과같은수많은원소들이만들어지면서우주에는여러종류의원소들이존재하게되었다.지구를이루고있는원소들또한우주에존재하던원소들이다.그러나지구에는우주에많이존재하는수소와헬륨은많이포함되어있지않다.지구를구성하는주된원소는철,산소,규소,마그네슘등이며,이들원소는지구계의각권에서로다르게분포하고있다.이처럼지구의각권을구성하는원소의종류에차이가있는까닭은무엇일까?사람들은오래전부터자연을이루는물질에대해서많은궁금증을가지고있었다.고대그리스의철학자중탈레스는만물의근원을물이라고생각했으며,엠페도클레스는모든물질이물,불,흙,공기로이루어졌다고생각했다.이를동양에서는지수화풍으로보았다.기원전4세기경데모크리토스는물질은더이상쪼갤수없는원자라는기본입자로되어있다고주장했다.시간이지나면서과학자들은다양한종류의원소를발견했다.1789년프랑스라부아지에는그의저서를통하여빛과열을포함한33종의원소를발표하였다.그후스웨덴의베르셀리우스가세륨,토륨,셀레늄등을발견하면서원소의종류는49종으로늘어났다.이후영국의데이비가나트륨,칼륨,칼슘등을발견하면서19세기초반에에는원소의종류가58종에이르게되었다.또한,19세기중반이후에는칼슘,루비듐,탈륨,인듐이추가되면서원소의수는62종까지늘어나게되었다.이처럼원소의종류가많아지자과학자들은원소의규칙성에대해생각하게되었다.1864년영국뉴랜즈는여덟번째원소마다비슷한성질이있다는것을알아냈으며,1869년멘델레예프는원소들의규칙성을정리하여주기율표로나타내었다.멘델레예프의주기율표는과학자들에게더많은원소를찾아내는데도움을주었다.한편,원소들의규칙성을보이는주기율표가만들어졌을때,과학자들은지구의각부분을구성하는물질이어떤원리로형성되었는지를밝히려고노력하였다.노르웨이의콜트슈미트는지구를이루고있는원소들이어떤원소들과더쉽게결합하고있는것인지를나타내는친화도를밝혀내었다.그는지구를이루는여러원소들을친화도에따라철과친한원소는친철원소,구리와친한원소는친동원소,암석과친한원소는친석원소,기체성분과친한원소는친기원소로분류하였다.이와같은원소의분류는실제로지구계의각부분을이루는원소의종류와많은부분에서일치한다.예를들면질소,산소,헬륨,네온,아르곤등은밀도가작고끓는점이낮아,현재의지구와같은기압과평균온도의조건에서는기체상태로존재한다.따라서이러한기체들은대기를구성하는주된원소로존재하면서지구의대기권을이룬다.한편산소는다른원소들보다반응성이커서수소,탄소,규소등여러원소들과함께화합물을만든다.이렇게만들어진화합물은밀도가크지않은암석으로존재하여고체지구쪽의바깥부분인지각을이루게된다.또한알루미늄,마그네슘등도다른금속원소들에비해밀도가작아지각에많이분포하고있다.그러나철,니켈등의밀도가큰금속원소들은지구내부에서모이면서지구의핵을이루게되었다.